| Медные кабели на основе витой пары
Размеры (калибр) проводников. Размер (диаметр) медных проводников витых пар определяется специальным калибром. Наиболее широко используется американский стандарт American Wire Gage (AWG). В таблице представлены сравнительные данные по калибрам и физическим размерам проводников. Меньшим значениям диаметров проводников соответствуют большие значения калибра. Городские телефонные станции, как правило, используют проводники калибра 24 или 26; на междугородних линиях может применяться калибр 19 или 22. Проводники большего размера обладают меньшим удельным сопротивлением на единицу длины. В приложениях ЛВС на высоких частотах наибольшее влияние на затухание сигнала оказывают емкостные факторы, поэтому в таких приложениях применяют проводники небольших размеров. Кроме того, уменьшение диаметра проводника позволяет уменьшить стоимость телекоммуникационного кабеля.
При высоких частотах (таких как, например, используемых в ЛВС) ток сигнала концентрируется на внешней поверхности проводника. Это явление носит название скин-эффекта. В многожильном проводнике, вследствие формирования сложной проводящей поверхности несколькими проводниками, затухание увеличивается. По этой причине стандарты, как правило, ограничивают длину используемых в канале многожильных проводников.
Обычно стандарты предписывают использование в кабельных системах медных одножильных проводников калибра 24, обеспечивающего наилучшее соотношение стоимости и характеристик затухания.
Соотношение размеров некоторых одножильных проводников
| Калибр
(AWG) |
Номинальный диаметр |
Сечение
Квадратные мм |
Номинальное сопротивление, Ом/км |
|
ММ |
ДЮЙМ |
|
|
| 10 |
2,60 |
0,1019 |
5,31 |
3,27 |
| 12 |
2,05 |
0,0808 |
3,30 |
5,21 |
| 14 |
1,63 |
0,0641 |
2,09 |
8,28 |
| 16 |
1,29 |
0,0508 |
1,31 |
13,18 |
| 18 |
1,02 |
0,0403 |
0,82 |
20,95 |
| 20 |
0,813 |
0,0320 |
0,519 |
33,30 |
| 22 |
0,643 |
0,0253 |
0,325 |
52,95 |
| 24 |
0,511 |
0,0201 |
0,205 |
84,22 |
| 26 |
0,404 |
0,0158 |
0,128 |
133,89 |
| 28 |
0,320 |
0,0126 |
0,080 |
212,92 |
| 30 |
0,254 |
0,0100 |
0,051 |
338,58 |
| 32 |
0,203 |
0,0080 |
0,032 |
538,38 |
| 34 |
0,160 |
0,0063 |
0,020 |
855,96 |
| 36 |
0,127 |
0,0050 |
0,013 |
1360,88 |
Изоляция. Для изготовления оболочек кабелей обычно применяются два типа материалов - поливинилхлорид (ПВХ, PVC) и фторуглеродные полимеры.
Использование PVC обеспечивает большую гибкость кабеля и, как правило, используется при изготовлении аппаратных шнуров и пэтч-кордов, к которым не предъявляются жесткие противопожарные требования. PVC обладает диэлектрическими свойствами, которые делают его непригодным для изготовления оболочки отдельных проводников витых пар категории 5, но вполне приемлемым для материалов оболочки кабелей. Полиэтилен (РЕ, ПЭ) иногда используется в кабелях категории 5 и может заменить другой материал в оболочке одной пары в кабелях категории plenum. Фторуглеродные полимеры - это политетрафторэтилен (PTFE, ПТФЭ или TFE, ТФЭ) и фторированный этилен-пропилен (FEP, ФЭП), которые не так гибки как PVC, но обеспечивают соответствие кабелей типа plenum самым жестким требованиям к противопожарной безопасности. Такие фторуглеродные полимеры часто упоминаются под торговой маркой тефлон (Teflon) компании DuPont. Часто изоляция проводников представляет собой компаунд из двух полимеров - TFE и FEP. Существует еще один фторуглеродный полимер, часто используемый в оболочках кабелей класса plernun. Это - этиленхлортрифторэтилен (ECTFE, ЭХТФЭ или HALAR). Этот материал не обладает свойствами, необходимыми для оболочек проводников, но в настоящее время ведутся работы по оптимизации его для подобных приложений.
Применение большого количества кабелей в телекоммуникационных системах привело к созданию нормативов, предъявляющих специальные требования к противопожарным свойствам изоляции проводников и оболочек кабелей. Пространства класса plenum, или воздухо-водные каналы, используются для распространения охлажденного или теплого воздуха внутри здания. Любой кабель, загоревшийся в воздуховоде, может выделять токсичные вещества, газы и дым, создавая угрозу жизни людей в других частях здания. Кроме того, по воздуховодам пламя может распространяться по зданию. Производители кабельных компонентов разрабатывают оболочки кабелей, которые обладают низкой степенью возгорания и могут монтироваться в пространствах класса plenum.
Первые противопожарные спецификации появились в разделах нормативов National Electrical Code (NEC) и процедурах тестирования Underwriters Laboratories (UL). Подобные спецификации опубликованы многими странами. Несколько наиболее интересных статей NEC приведены в таблице. Статья 800 часто применяется к телекоммуникационным кабелям и кабелям для вычислительных сетей. NEC дифференцирует кабели по типам в соответствии с классами предельных напряжений и противопожарными свойствами.
Статьи нормативов NEC в области низковольтных кабельных компонентов
|
Статьи NEC |
Тип кабеля |
|
725 |
Системы удаленного управления и контроля, слабомощные системы. |
|
760 |
Системы противопожарной сигнализации. |
|
770 |
Волоконно-оптические кабели. |
|
800 |
Коммуникационные кабели. |
|
820 |
Коаксиальные кабели. |
В 1987 году была принята единая система обозначений для градаций кабельных компонентов. Кабель может соответствовать требованиям к определенным параметрам или иметь характеристики, превосходящие их. В случае, если кабель имеет двойную маркировку, он сертифицирован для использования в рамках любой из этих классификаций.
Коды NEC для металлических коммуникационных кабелей
|
Статья NEC |
код |
Значение |
Допустимые замены |
|
725 |
CL3P |
Class 3 Plenum |
MPPCMPFPLP |
|
CL3R |
Class 3 Riser |
CL3P MPR CMR FPLR |
|
CL3 |
Class 3 |
CL3P CL3R MP MPG CM CMC FPL PLTC |
|
CL3X |
Class 3, ограниченное применение |
CL3P CL3R CL3 MP MPG CM CMG FPL PLTC CMX |
|
CL2P |
Class 2 Plenum |
CL3P |
|
CL2R |
Class 2 Riser |
CL3P CL2P CL3R |
|
CL2 |
Class 2 |
CL3P CL3R CL2P CL2R CL3 MP MPG CM CMG FPL PLTC |
|
CL2X |
Class 2, ограниченное применение |
CL3P CL3R CL2P CL2R CL2 CL3 CL3X MP MPG CM CMG FPL PLTG CMX |
|
800 |
MPP |
Plenum, многоцелевой |
None |
|
MPR |
Riser, многоцелевой |
MPP MP |
|
MPG |
Многоцелевой |
MPP MPR |
|
CMP |
Plenum, коммуникационный |
MPP |
|
CMR |
Riser, коммуникационный |
MPP CMP MPR CM |
|
CMG |
Коммуникационный |
MPP CMR MPG MP |
|
CMX |
Коммуникационный, ограниченного применения |
CMG CM |
Цветовое кодирование и маркировка. Каждый изолированный проводник телекоммуникационного кабеля имеет свой собственный цвет, что облегчает поиск нужного проводника и его терминирование.
Цветовые коды для 4-парного кабеля показаны в таблице. Каждая пара в кабеле имеет общий цвет для обоих проводников - например, в первой паре один из проводников голубого цвета, другой - белого с голубой полосой. В 4-парном кабеле белые проводники нумеруются и терминируются первыми.
Полярность каждой пары обычно обозначается с помощью терминов для каждого проводника - tip (штырь) и ring (манжета), которые происходят от названий двух электродов на штекере телефонного коммутатора. Первичный цвет присвоен проводнику ring, а вторичный - проводнику tip.
Цветовая кодировка 4-парного кабеля
|
Номер пары |
Первичный цвет (ring) |
Вторичный цвет, полоса (tip) |
|
1 |
голубой |
белый-голубой |
|
2 |
оранжевый |
белый-оранжевый |
|
3 |
зеленый |
белый-зеленый |
|
4 |
коричневый |
белый-коричневый |
Схема цветового кодирования 25-парного кабеля показана в таблице. Хотя 25-парные кабели и кабели с большим количеством пар очень широко используются в телефонии, обычные телефонные многопарные кабели непригодны для современных высокоскоростных приложений. В случае применения 25-парных кабелей в СКС они должны быть специфицированы как кабели категорий 3, 4 или 5. Кроме того, при передаче данных на скоростях 100 Мбит/с и выше под одной общей оболочкой сильно возрастает уровень перекрестных помех, что приводит к росту битовых ошибок и даже авариям в сети, В таких случаях единственным приемлемым решением может быть применение кабелей с рабочими характеристиками, соответствующими требованиям модели суммарной мощности NEXT.
Схема цветового кодирования 25-парного кабеля
|
Номер пары |
Первичный цвет (ring) |
Вторичный цвет, полоса (tip) |
|
1 |
белый |
голубой |
|
2 |
оранжевый |
|
3 |
зеленый |
|
4 |
коричневый |
|
5 |
сиреневый |
|
6 |
красный |
голубой |
|
7 |
оранжевый |
|
8 |
зеленый |
|
9 |
коричневый |
|
10 |
сиреневый |
|
11 |
черный |
голубой |
|
12 |
оранжевый |
|
13 |
зеленый |
|
14 |
коричневый |
|
15 |
сиреневый |
|
16 |
желтый |
голубой |
|
17 |
оранжевый |
|
18 |
зеленый |
|
19 |
коричневый |
|
20 |
сиреневый |
|
21 |
фиолетовый |
голубой |
|
22 |
оранжевый |
|
23 |
зеленый |
|
24 |
коричневый |
|
25 |
сиреневый |
Кабели размером больше 25 пар обычно составлены из 25-парных пучков, маркированных цветной пластиковой лентой, обернутой по спирали вокруг соответствующей группы, пар.
Группы из четырех и более пучков могут быть в свою очередь обернуты лентой и помещены под общую оболочку для формирования более крупных кабелей, и так далее. Внешняя оболочка кабеля должна быть четко промаркирована производителем с указанием уровня рабочих характеристик. Маркировка, как правило, состоит из трех индикаторов характеристик - категория по EIA/TIA или класс по ISO/IEC, код UL/NEC, число и размер проводников. Кроме того, должны присутствовать имя производителя и его номенклатурный номер.
Экранирование. Экранирование кабелей на основе витой пары иногда используется для обеспечения лучшей невосприимчивости к шуму и снижения излучения в окружающую среду. Обычно применяются два типа экранов в кабелях STP - фольга и сетка. При экранировании с помощью фольги используется заземляющий проводник, находящийся в контакте с экраном и обеспечивающий электрический контакт экрана с элементами системы заземления. Сеточные экраны могут быть оборудованы заземляющим проводником или использоваться в качестве него непосредственно. Некоторые кабели сочетают в себе и фольгу и сетку или могут иметь двойные экраны.
|
